Professur für Mikrosystem- und Gerätetechnik






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Hadamard Transformationsspektrometer

Jacques S. Hadamard
* 1865  † 1963

Das Hadamard Transformationsspektrometer (HTS) ist im Grunde genommen weiter nichts als ein Instrument zur Vermessung der spektralen Intensitätsverteilung des einfallenden Lichts. Zugeschnitten auf bestimmte Wellenlängen- bzw. Frequenzbereiche ermöglicht es die Untersuchung der Transmission, der Absorption oder der Reflexion einer Probe, um z. B. auf deren chemische Zusammensetzung zurück zu schließen. Das besondere am HTS ist, dass das räumlich in seine spektralen Bestandteile zerlegte Licht wieder gemischt wird. Dieser Vorgang wird als Multiplexen bezeichnet und dient der Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses (SNR). Dazu muss die Detektorzeile durch eine so genannte Maske ersetzt werden.

Die Bezeichnung Hadamard Transformation rührt aus dem verwendeten Schema zur Modulation der einzelnen Wellenlängen mit dieser Maske her und ist auf die Arbeiten des französischen Mathematikers J. S. Hadamard zurück zu führen, der sich Ende des 19. Jahrhunderts mit Matrizen befasste, die heute als Hadamard-Matrizen bekannt sind. Die maximale Verbesserung des SNR liefern [1,-1]-Hadamard-Matrizen, die bisher jedoch nicht umgesetzt werden konnten, da es mit einem Einzeldetektor nicht möglich ist, Lichtintensitäten negativ (Eintrag -1) zu erfassen. Das realisierte HTS setzt erstmalig diese Art Matrizen um. Möglich ist dies durch den oszillierenden Betrieb des als Maske eingesetzten Mikrospiegel-Arrays und durch die Verwendung einer positionsempfindlichen Photodiode (PSD). Der Faktor der erreichten Verbesserung des SNR entspricht mit dem theoretisch vorhergesagten.

REM-Aufnahme des Spiegelarrays
Funktionsprinzip

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